초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
⦁ 저 소비전력 정전기 고 신뢰성 USB3.1용 광링크 개발을 위한 저 전류 고속구동용 VCSEL을 이용한 광전 회로 개발을 통해 저 전력과 고 신뢰성을 보장하며 가격 경쟁력을 바탕으로 하는 향후 최첨단 프로토콜용 USB광 링크 제품을 개발하여 전문 사용자부터 일반인까지 사용이 용이한 제품의 출시를 통해 국외 및 국내 관련시장을 선도하는 제품을 개발 하고자함
⦁ 경제적 성과 : 예상 매출 100백만원, 신규 채용 4명
⦁ 기술적 성과 : 고속 전송용 광소자 개발, 사출형

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
⦁ 저 소비전력 정전기 고 신뢰성 USB3.1용 광링크 개발을 위한 저 전류 고속구동용 VCSEL을 이용한 광전 회로 개발을 통해 저 전력과 고 신뢰성을 보장하며 가격 경쟁력을 바탕으로 하는 향후 최첨단 프로토콜용 USB광 링크 제품을 개발하여 전문 사용자부터 일반인까지 사용이 용이한 제품의 출시를 통해 국외 및 국내 관련시장을 선도하는 제품을 개발 하고자함
⦁ 경제적 성과 : 예상 매출 100백만원, 신규 채용 4명
⦁ 기술적 성과 : 고속 전송용 광소자 개발, 사출형 반사판 구조의 광전 엔진 개발, 광 결합 구조 최적화 및 정전기 내성 특성이 강화된 광전 회로개발

○ 전체 내용
⦁ 저전력 고속 전송용 광소자 제작
- 구동 조건 60도, 6mA에서 8.5GHz 이상의 대역폭을 갖는 광소자 제작 및 고속 전송 특성 분석, 소자의 온도 분배를 위한 구조 도출
- 고온에서 10Gbps 전송 대응용 VCSEL의 공정 최적화 및 개선안 확정, 제작 공정 확보 온도 신뢰성 평가
⦁ 광전 엔진 설계 및 제작
- 반도체 공정 기반의 사출형 반사판 구조의 부품 개발, Coupling효율 및 Power budget 분석
- 최적의 구조 도출, 공정 마진 확보, Packaging 공정 및 장비 개발
⦁ USB3.1용 전송 회로 개발
- USB3.1용 프로토콜 지원 spec 검토 및 분석, 정전기(ESD) 신뢰성 강화를 위한 개별 부품 및 구조 검토, 10Gbps/ch 전송 회로 설계 및 평가보드 제작
- 정전기(ESD) 신뢰성 강화를 위한 회로 설계, 채널간 Crosstalk 측정, 실제 제작 시편에서 신뢰성 평가 및 강화된 정전기 내성 특성 평가

□ 연구개발성과
⦁ 정량적 목표 및 달성도
⦁ 기타 연구 성과
- 지적재산권(특허) : 특허출원 1건(국내 1건)
- 기 타 : 고용 창출: 4명
- 매 출 : 104백만원

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
⦁ 활용계획
- 상용화 형태 : USB3.1 Gen2 AOC, TB3.0 AOC
- 개발 투입인력 및 기간 : 총 7명/2년
- 개발완료년도
광 모듈 내부 신뢰성 확인 및 필요 인증 추진
기존 접촉 업체에 우선적 샘플 공급 이후 협력사 등에 샘플 제공 및 일부 판매 시작
국외 전시회 및 학회를 통한 홍보, 소개 진행
- 개발 완료 후 1차년
생산용 장비 공정 당 1기 이상 보유
대형 OEM 매출처 확보 진행 및 양판점 진입
- 개발 완료 후 2차년
상황에 따른 생산 line증설 및 인력 충원
국내 설치 업체 및 국외 대형 설치 업체 접촉 시작
- 예상 판매 단가 : USB3.1 (20만원), TB3.0 (25만원), 각 25m 기준

⦁ 수요처
- 본 과제에서 개발된 부품이 적용된 제품의 매출이 일부 발생 되었음, USB3.1 제품의 성능과 관련하여 현재 국외 5개사에 샘플 공급을 위해 장비간 호환성을 확인하고 있으며 향후 (미국 B사, 일본 Y사, 대만 A사, E사, 중국 L사) 매출이 이루어질 것으로 판단됨.
⦁ 기대 효과
- 본 기술 개발을 통해 광소자의 기생 정전 용량 특성 개선 및 소자의 열전도 능력이 향상된 고속 광소자가 개발 되었으며, 60도 동작 조건에서 8.5GHz 대역폭을 만족하는 것으로 확인함, 이를 통해 광소자의 선형성 개선 및 저 전류 구동 조건에서 10Gbps 전송 특성을 검증함.
- 광결합 부품간의 반도체 공정 공차 및 겹합 공차 분석을 통해 ±2㎛공차(반도체 공정발생 최대 가능 공차) 발생 시 광량 변화율은 최대 10%로 확인되었으며 이러한 반도체공정 도입 부품들과 사출형 구조물 결합을 통해 수동 정렬이 가능한 광전 엔진을 개발하여 타사 대비 경쟁력 있는 부품 가격 및 공정을 확보한 것으로 판단됨.
- 임피던스 매칭, 삽입손실, 반사손실등을 고려한 고속 전송용 PCB가 설계 제작되었고 이를 이용한 광모듈을 제작하여 제품의 신뢰성 및 10Gbps 대역에서 전송 특성 검증되었으며 정전기 내성 강화 설계 방식 적용으로 ±16kV 이상 정전기 내성이 확보가 검증됨.
⦁ 경제적 파급 효과
- 고속구동 및 광 모듈 저가화의 동시 구현으로 저속에서의 가격 경쟁력, 고속에서의 기술 경쟁력을 확보하였다고 판단되어 향후 자체 매출 발생이 기대됨.
- 현재 개발된 광 엔진의 기능은 양방향 통신뿐만 아니라 보안이 요구되는 영상기기용 등에도 사용 가능하며 자사 일부 제품에 적용되어 부품으로서도 2021년 부터 직접 매출이 발생되고 있으며, 시장 성장에 따른 매츨 증가가 기대됨.
- 현재 개발된 광 엔진의 적용은 상기 시장 외에도 MPO 커넥터를 기반으로 하는 Multi output port를 지원하는 USB3.1용 Box 타입 형태의 제품으로 응용이 가능하며 관련하여 국외 기업(H사)과 논의 중에 있으나 이 경우 매출은 2022년부터 본격적으로 발생 예측됨
- 확보된 관련기술과 제품은 95%이상 국산화로 관련 원/부자재는 국내에서 대부분 수급되므로 관련 업체의 매출과 발전에도 기여할 수 있을 것으로 판단됨

(출처 : 요약 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 최종보고서 ... 4
• 보고서 요약 ... 5
• 목차 ... 8
• 제 1 장. 연구개발과제의 개요 ... 10
• 제 1 절. 개발기술의 중요성 및 타당성 ... 10
• 제 2 절. 국내·외 관련 기술의 현황 ... 11
• 제 3 절. 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 14
• 제 2 장. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 15
• 제 1 절. 목표 ... 15
• 1. 종합목표 ... 15
• 2. 기술개발 목표 ... 16
• 3. 경제적 성과목표(사업기간내) ... 16
• 제 2 절. 기술개발 수행 과정 및 수행 내용 ... 17
• 1. 기술개발 수행 내용 ... 17
• 제 3 장. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 26
• 제 1 절. 연구수행 결과 ... 26
• 1. 정성적 연구개발성과 ... 26
• 2. 정량적 연구개발성과 ... 26
• 3. 세부 정량적 연구개발성과 ... 27
• 제 2 절. 목표 달성 수준 ... 31
• 1. 기술 개발의 결과물 ... 31
• 2. 기술 개발의 정량적 결과 ... 31
• 3. 기술 개발의 경제적 성과 ... 31
• 제 4 장. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 32
• 제 1 절. 개발 성과 및 관련 분야 기여 ... 32
• 1. 기술 개발 효과 ... 32
• 2. 고용 효과 ... 32
• 3. 산업생태계 활성화 효과 ... 33
• 제 5 장. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 35
• 제 1 절. 활용 계획 ... 35
• 1. 사업화 계획 ... 35
• 2. 사업화 추진 전략 ... 35
• 별첨1. 성실이행 서약서 ... 40
• 별첨2. 자체보안관리진단표 ... 41
• 별첨3. 시험 성적서 ... 42
• 별첨4. 특허 출원 ... 59
• 끝페이지 ... 61